可充电触屏遥控模块电路设计

2017-08-18 76 0

本文介绍使用 MSP430 作为主处理器实现可充电的触屏遥控模块,该设计方案支持红外(IR)信号传输,且可扩展 RF 和 NFC 无线传输方式;用户输入采用触摸按键实现,设计简洁美观;系统可由电池供电,且自带可充电模块,可由 USB 或直流电源适配器充电。TI 的 430 系列 MCU 产品功耗低,可为便携式电子设备提供更长的使用寿命;其内嵌 LCD 驱动器,可以方便地实时显示监测数据;其支持多种触摸按键实现方式,设计简便灵活。

遥控设备在日常生活中非常易见,家电遥控器、玩具遥控器等方便了用户对设备的控制。针对不同需求,遥控设备的设计也不同:例如电视机遥控器不带显示屏,通常用红外信号传输;空调遥控器则带显示屏,常用红外(IR)和射频(RF)传输信号;另有一些高端遥控产品可通过手机等更新固件,实现版本升级。本文介绍一套用于遥控设备的通用方案:该方案支持 LCD 显示,支持红外通信且可扩展射频通信方式,用户输入采用触摸按键实现,并预留 NFC 接口以扩展 NFC 功能;在电源管理方面支持电池供电、USB 充电和无线充电。

可充电触屏遥控模块方案设计

传统的遥控模块采用机械按键实现,本方案采用触摸按键设计,按键和显示在同一块 LCD 屏上。本方案作为参考设计,除遥控器基本功能(按键、显示、发射、按键声)外,还设计了充电和 USB 模块,并扩展了 RF 和 NFC 接口:可充电方式提高了灵活性,用户仅需要充电而不必更换电池;USB 模块可实现和 PC 端应用软件通信。本方案不仅是遥控器方案,在其他应用领域也有较大的参考价值,用户仅需要根据需求对本方案的功能模块进行裁剪即可。本方案电源模块支持电池供电和 USB 或直流适配器充/供电;触摸按键采用比较器 B 实现;RF 和 NFC 模块采用 SPI 与 MCU 接口;MSP430 自带的 USB 模块可方便地与 PC 端应用软件接口,实现 PC 和 MCU 的双向通信。

电源模块设计

本系统采用电池供电,且设计了充电电路,支持 USB 或直流充电。电源经 LDO 稳压后输出 3.3V 供给 MCU,保证 MCU 工作电压的稳定。

可充电触屏遥控模块电路设计

LCD 及背光模块设计

MSP430F6638 自带 LCD 控制器,可方便地驱动段式 LCD 屏。屏幕背光亮度由 Timer 输出 PWM 波控制,调节方便;通过改变 PWM 的频率和占空比,可改变背光亮度,从而改变 LCD 屏的视觉效果。

可充电触屏遥控模块电路设计

触摸按键设计

MSP430F6638 自带比较器 B,最多可支持 12 个触摸按键;比较器 B 的输出接入 Timer 的 CLK 输入端。当手指按下时,触摸感应区电容值发生变化,比较器翻转周期变长;比较器输出作为 Timer 的计数脉冲,在固定的时间内计数值变小,根据固定时间内 Timer 计数值的变化即可判断按键动作。通过合适配置寄存器和软件算法处理,可实现触摸按键检测。注意为了降低噪声,每通道外接电阻不宜过小,可选 500kΩ 左右。

可充电触屏遥控模块电路设计

红外发射模块设计

红外模块采用普通红外管实现,通过配置 Timer 输出合适的 PWM 波实现红外编码。红外发射瞬间电流较大,通过 MCU 的 GPIO 控制三极管驱动红外发射灯管,以提高发射电流。红外发射模块需配合接收模块采用同样的编码格式实现通信。

可充电触屏遥控模块电路设计

本方案使用 MSP430F6638 作为主处理器,展示了用其实现触屏遥控器的电子模块设计实例;在遥控器、无线设备以及其他需要按键和显示的应用场合均可参考本方案。

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